(57)【要約】      （修正有）【課題】二点間での双方向の同時通信を可能とし、かつ移動通信で、安定な通信品質と秘話性を確保するための光通信システムの装置を提供する。【解決手段】光ビームの強度を音声、ファクシミリ、データなどの通信信号で変調し、大気中に放射させる。それを見通し距離にて直接的に受光して電気信号に変換し、復調して通信信号を得る。内蔵バッテリーで駆動する光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを個別の電磁シールド筐体に納め、これらを機械的および電気的に結合させて一体化させる。この一体化した送受信ユニットを少なくとも二台用意して、二点間の選択的同時送受信を行う。  サーチライトに設置された放電管等の一方の電極を、球面軸受けを介して、絶縁板に固定し、絶縁板をリンク機構により傾斜させる。傾斜はサーチライトに備えた、ノブを指で押すことにより達成する。【選択図】図１ａ
2006311243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの強度を音声、ファクシミリ、データなどの通信信号で変調し、該光ビームを放射し、それを直接的に受光するバッテリー駆動を可能とした光通信システムにおいて、光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを個別の電磁シールド筐体に納め、該光ビーム送信ユニットと該光ビーム受信ユニットを機械的および電気的に結合させて一体化せしめ、該一体化光ビーム送受信ユニットを少なくとも二台用意して、二点間の選択的同時送受信を可能にせしめることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム受信ユニットは集光レンズと受光素子を含む電磁シールド筒体を備え、該筒体の先端部が光ビーム送信ユニットの電磁シールド筒体の先端部より、前方に突出していることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットの光学軸が、その軸の垂直面内にて、お互いに概略４５度の角度を持つことを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム送信ユニットは、キセノンランプ等のアーク放電点を、放物面鏡の光軸に沿って焦点位置の前後に細かく移動させて概略平行な光ビームを得ることと、焦点位置から一挙動によって移動させ、概略半角５度の拡散光ビームを得ることを可能にせしめるランプ位置調整機構を有することを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム送信ユニットは放物面鏡の前方に波長選択フィルタを脱着可能に配置せしめることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項１記載の光通信システムにおいて、前記バッテリーは光ビーム送信ユニットに配置し、該光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットとが電気的および機械的に着脱が可能に構成したことを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム送信ユニット筐体に、キセノンランプ等と放射光学系、および該ランプの起動回路、光量制御回路と、該回路へ供給する電源回路とを配置したことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
請求項１記載の光通信システムにおいて、光ビーム受信ユニット筐体に、集光光学系と受光素子、および送信信号増幅回路と当該信号用変調回路と当該信号用低域濾波回路、および受信信号増幅回路と当該信号用復調回路と当該信号用低域濾波回路、および上記変調・復調用の基本波発振回路とを配置したことを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
放電管等のランプと、当該ランプの電源と、当該ランプの位置調整機構と放射光学系を備えた携帯用のサーチライトにおいて、当該ランプの位置を一挙動によって光学焦点位置から移動させ、拡散光ビームを得る位置調整機構を有することを特徴とするサーチライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同時送受信が可能でかつ可搬性に優れた光ビームを利用した通信システムとサーチライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空中に光ビームを放射し、そこから散乱される拡散光を受信端末で受光し通信を行う方法が提案されている。
【０００３】
また、従来のサーチライトは概略平行な光ビームを得るために、ランプの位置調整範囲は放射光学系の焦点付近に限られている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭４８−３３７０５
【特許文献２】特開平３−１３２２２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の通信の方式では、情報の伝達機能だけであり、二点間での双方向の同時通信が困難である。また二点に固定設備を要するために、移動性や携帯性に難点があり、災害など非常時の通信手段としては不向きである。さらに大気中の微粒子の散乱現象を利用するため、気象条件により通信状態が不安定で、秘話性に劣る欠点がある。
【０００６】
本発明では、二点間での双方向の同時通信を可能とし、かつ移動通信で、安定な通信品質と秘話性を確保するための光通信システムの装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、従来のサーチライトは拡散光ビームを得ることが困難で、広範囲を照明することや、相手が送信者を手早く発見することが難しい欠点がある。
本発明では、一挙動の操作により、拡散光ビームを得るための機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
光ビームの強度を音声、ファクシミリ、データなどの通信信号で変調し、大気中に放射させる。それを見通し距離にて直接的に受光して電気信号に変換し、復調して通信信号を得る。バッテリーで駆動する光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを個別の電磁シールド筐体に納め、これらを機械的および電気的に結合させて一体化させる。この一体化した光ビーム送受信ユニットを少なくとも二台用意して、二点間の選択的同時送受信を行う。
【０００９】
サーチライトに設置された放電管等の一方の電極を、球面軸受けを介して、絶縁板に固定し、絶縁板をリンク機構により傾斜させる。傾斜はサーチライトに備えた、ノブを指で押すことにより達成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光通信システムは、二点間での双方向の同時送受信が可能で、また通信局は、小型軽量でバッテリーにて駆動するため移動可能で、非常時の通信手段として有効である利点を持つ。
【００１１】
また大気の気象条件に左右されず安定な通信品質を保ち、かつ秘話性の確保が可能である利点をもつ。
【００１２】
さらに、光ビーム送信ユニットは単独として、サーチライトの機能を持つ利点がある。しかも、拡散光ビームを一挙動により得ることにより、広範囲を照明または相手からの発見認識を容易にできる利点をもつ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は上記通信の目的を達成するために、光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを電気および光学的な干渉を避けて一体化させた光ビーム送受信ユニットを見通しの効く二点に設置し、双方向の同時通信を実現するものである。
【００１４】
光ビーム送信ユニットにはキセノンランプに代表される放電管を用い、その光強度を音声などの通信信号で変調することが効果的である。
【００１５】
放電管の放電点から放射される光を、放物面鏡で概略平行光にさせ指向性を持たせることが効果的である。また、平行性を調節するために、粗微動機構を放電管の保持部に設けることが望ましい。さらに、概略平行光の光路中に波長選択用のフィルタを着脱できることが望ましい。
【００１６】
光ビーム受信ユニットにはレンズによる集光光学系を備え、検知器からの電気信号の復調回路を備えることが効果的である。また、光ビーム送信ユニットには上記放電管の光量制御回路も同時に備えることが望ましい。
【００１７】
光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットの筐体は電磁シールドの処理を施し、送信と受信の光ビームの光軸が概略平行で、同じ向きとなるように機械的に固定することが効果的である。また、光ビーム送信ユニットは単独でサーチライトの目的で使えるような構造とすることが望ましい。
【００１８】
光ビーム送信および受信ユニットともに、その電源を内蔵バッテリーおよび外部電源から供給できる構成にすることが効果的である。
【００１９】
本発明は上記サーチライトの目的を達成するために、光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを分離し、光ビーム送信ユニットの取っ手の近傍に押しボタンを設置し、指で操作することによって、放電管位置を移動できるような機械的な構造とすることが望ましい。
【実施例１】
【００２０】
図１ａは本発明の一実施例の光ビーム送受信ユニットであって１０は光ビーム送信ユニット、２０は光ビーム受信ユニットである。
【００２１】
これらは通常、機械的および電気的に結合されている。１１は携帯用の取っ手である。１０は単体でサーチライトとして機能を果たす場合もあり、１１はその時の取っ手としても機能する。１２は電源スイッチ、１３は平行な光ビームを得るための調整回転ノブである。
【００２２】
図１ｂは本発明の一実施例にて光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットを分離した場合を示す。
【００２３】
光ビーム送信ユニット１０は単独でサーチライトとして使用することが可能である。１３は上記回転以外に、指で押し込むことが可能で、この場合、平行な光ビームの状態から押し込みの一挙動にて拡散光を得ることができる。１４ａ、１４ｂおよび１５ａ、１５ｂは１０と２０とを電気的に結合するための、それぞれ信号コネクタ端子および電源コネクタ端子である。
【００２４】
図２は光ビーム送受信ユニットの正面図である。
【００２５】
光ビーム送信ユニットの光軸中心１６と光ビーム受信ユニットの光軸中心２１を結ぶ軸線は水平軸に対して概略４５度の角度を有している。これにより１０と２０とをコンパクトに結合させることができ、取っ手１１にて保持した場合の重量バランスを良く保つことができる。
【００２６】
図３は送受信ユニットの側面図である。
【００２７】
１９は光ビーム送信ユニット１０の背面にあって、外部電源用のコネクタ端子である。外部電源で内蔵のバッテリーを充電またはバッテリーを介さず直接動作する場合に有効である。
【００２８】
２５は光ビーム受信ユニット１０の背面にあって、信号レベルの調節つまみである。
【００２９】
１７、２６はそれぞれ光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットの光学系鏡筒で、電磁的および光学的な干渉を抑えるために２６の先端部が１７の先端部より通信方向に突出していることが望ましい。
【００３０】
また、１７の先端部には脱着可能なフォルダ１８に装着した光学フィルタ１８ａが備えられ、通信光の波長を選択することが可能である。
【００３１】
例えば、光学フィルタを外した状態では、二点間の位置アライメント時や光ビーム送信ユニット１０を単独でサーチライトとして使うときに有効で、また、可視光カットの光学フィルタを装着した状態では、赤外線にて秘話通信を行うときに有効である。
【００３２】
図４（ａ）は光ビーム送受信ユニット３０ａおよび３０ｂを二つ配置して二点間の双方向同時通信を行う概念図である。図４（ｂ）は二つの光ビーム送受信ユニットの間に障害物が存在する場合の概念図である。
【００３３】
障害物３２は３０ａと３０ｂを結ぶ直線距離上にあるが、鏡３１を置くことによって、見通しが効かない二点間の通信が可能となる。
【００３４】
図５は光ビーム送信ユニット１０に備えられた放電管の位置調整機構を示す構造図である。
【００３５】
光ビーム送信ユニット１０の筐体上部にはノブ１３があり、該頭部１３ａは指で４０ａ方向に回転、または４０ｂ方向へ押すことが可能である。
【００３６】
１３は筐体４２に固定したブッシュ４１を介して移動し、その下部には雌ネジ１３ｂの構造を有している。
【００３７】
さらに、１３ｂはロッド４３の雄ネジ４３ａと結合している。また４３ａの下部４３ｂは部分的な平面図に示すように平面部分を有し、筐体４５の先端部４５ａの平面部分に挟まれ回転できない構造となっている。
【００３８】
１３のフランジ部１３ｃと４５ａの間にはバネ４４を備え、１３を常に上方に押し上げている。
【００３９】
上下方向４６に移動するロッド４３の下部には部材４７ａと４７ｂが支点４７ｃで結合した、逆Ｖ字型のリンク機構を備えている。
【００４０】
部材４７ａの他端４７ｄが筐体のコーナー部に押しつけられているため、４３の上下移動により４７ｃが上下するとき部材４７ｂの他端は左右方向４８に移動する。
【００４１】
４７ｂの他端は絶縁板５０に接触しており、絶縁板５０は支点５２をもつヒンジ５３に固定され、左右方向５１に傾斜が可能である。絶縁板５０が部材４７ｂの他端と接触する裏面にはバネ４９を、筐体４５ｂとの間に設置し、常に絶縁板５０と４７ｂを接触させる構造となっている。
【００４２】
絶縁板５０には球面軸受けのフランジ５４が固定され、フランジ５４に嵌合する球面軸受け５５には電極ロッド５６が固定されている。
【００４３】
電極ロッド５６には放電管５７の一方の電極５７ｂがネジ込みで固定されている。５７ｂと他方の電極５７ａに電流を流すと放電点５７ｃにて発光し、その光は固定された放物面鏡５９で反射されて大気中に放射される。
【００４４】
放電点５７ｃを放物面鏡５９の焦点位置に調整する手順は、以下のとおりである。
【００４５】
ノブ頭部１３ａを４０ａ方向に回転するとノブ１３が回転し、ネジ部１３ｂ、４３ａで結合し、回り止め構造４３ｂをもつロッド４３が４６方向に上下する。
【００４６】
該上下移動は逆Ｖ字型リンク機構４７ａ、４７ｂに伝達し、絶縁板５０を５１方向に傾斜させる結果となる。
【００４７】
さらに該傾斜移動は、球面軸受け機構５４、５５によって放電管５７を５８で示す左右移動に変換される。
【００４８】
以上により放電点５７ｃの位置調整が達成される。
【００４９】
通常、ノブ頭部１３ａを適宜回転して、放電点５７ｃを放物面鏡の焦点位置に合わせ、放物面鏡５９からの放射する光ビームが概略平行になるように調整する。
【００５０】
一方、ノブ頭部１３ａの一挙動により、拡散光ビームを得る手段は次のとおりである。
【００５１】
上記調整により放射光ビームが概略平行になっている状態で、ノブ頭部１３ａを指で下方に押す。
【００５２】
それによりノブ１３とロッド４３が一気に下方に移動し、逆Ｖ字型リンク機構４７ａ、４７ｂと球面軸受け機構５４、５５を介して、放電管５７の位置を大きく右方向に移動することができる。
【００５３】
以上により放電点５７ｃをノブ頭部１３ａの一挙動により、放物面鏡５７の焦点位置から大きく移動し、拡散光ビームを得ることができる。
【００５４】
拡散角度はノブ頭部１３ａと固定ブッシュ４１との間のギャップ間隔で決まり、該半角値は概略５度である。
【００５５】
以上の機能はノブ頭部１３ａを指で押している間だけ有効であるが、機械的ロック機構を備えることにより、常時拡散光ビームを得ることも可能である。
【００５６】
図６は電気回路のブロック図である。
【００５７】
１０は光ビーム送信ユニットであり、そこには放電管５７の起動回路６５、放電管５７の光量を調節する光量制御回路６４、上記各回路の電源回路７２ａそして内蔵バッテリーおよび充電回路７１を含む。電源回路７２ａおよび充電回路７１は外部電源７０から駆動が可能である。光ビーム送信ユニット１０は単独でサーチライトとしての機能を果たす。
【００５８】
２０ａ、２０ｂはそれぞれ光ビーム受信ユニットＡ、Ｂであり、常にそれらは機械的および電気的に結合している。２０ａには極微弱信号レベルを取り扱う受光セル８１およびプリアンプ８２を含む。２０ｂには送受信のための信号処理回路とそれらの電源回路７２ｂを含む。
【００５９】
信号の光ビーム送信プロセスは以下のとおりである。
【００６０】
音声信号はマイク６０ａにて電気信号に変換しマイクアンプ６１ａで増幅して変調器６２ａで変調し、ＬＰＦ（低域濾波器）６３ａを経て光ビーム送信ユニット１０の光量制御回路６４で光量制御して、大気中に変調された光ビームを放射する。
【００６１】
６２ｃは基本波発振器であって６２ａおよび６３ａと共に変調システムを形成している。
【００６２】
送信信号がファクシミリまたはデータの場合、専用端子６０ｃに入力する。スプリッタ９０が送信信号として弁別し光ビーム送信ユニット内の光量制御回路６４に送り、変調されて光ビームとして大気中に放射する。
【００６３】
次に信号の受信プロセスは以下のとおりである。
【００６４】
受信光信号はレンズ８０で集光され受光セル８１にて光電変換され、プリアンプ８２にてインピーダンス変換と信号増幅される。
【００６５】
そして６２ｂ復調器、ＬＰＦ（低域濾波器）６３ｂそして基本波発振器６２ｃからなる復調システムを通して音声信号となり、音声アンプ６１ｂで増幅後、スピーカ６０ｂで音声認識をする。
【００６６】
受信信号がファクシミリまたはデータの場合は、プリアンプ８２の出力信号をスプリッタが自動認識して専用端子６０ｃから出力する。
【００６７】
１０、２０ａ、２０ｂの内部回路は、個別に電磁・静電シールド１００が施された筐体（図示せず）に納めてある。
【００６８】
特に２０ａ光ビーム受信ユニットＡの回路は、微弱な信号を取り扱うために、光ビーム送信ユニット１０にて発生する高電圧パルスの影響を最小限にするよう、シールドを厳重にすることが望ましい。
【００６９】
さらに２０ａと２０ｂは一体化し雑音の侵入を防止することが望ましい。
【実施例２】
【００７０】
放電管５７は、高輝度の発光ダイオードまたは半導体レーザに置き換えることができる。
【実施例３】
【００７１】
光ビーム送信ユニット１０に含まれる放物面鏡５９はレンズに、また光ビーム受信ユニットＡ、２０ａに含まれるレンズ８０は放物面鏡に、それぞれ置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上、本発明によれば、秘話性の高い同時通話が可能で、可搬性に富む光通信を実施することができ、通常のバックアップ通信のほか、特に災害時など非常用通信に利用される可能性が高い。また、光ビーム送信ユニットを単体でサーチライトとして使うことにより、非常時や夜間の簡易通信における利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１ａ】光ビーム送受信ユニットの全体立体図
【図１ｂ】光ビーム送信ユニットと光ビーム受信ユニットの単体図
【図２】光ビーム送受信ユニットの正面図
【図３】光ビーム送受信ユニットの側面図
【図４】二点間双方向通信の概念図
【図５】放電管位置調整の機構図
【図６】電気回路のブロック図
【符号の説明】
【００７４】
１０：光ビーム送信ユニット
１１：取っ手
１２：電源スイッチ
１３：放電管の位置調整ノブ
１４：信号用コネクタ端子
１５：電源用コネクタ端子
１６：光ビーム受信ユニットの光軸中心
１７：光ビーム送信ユニットの光学系鏡筒
１８：光学フィルタ用フォルダ
１９：外部電源用のコネクタ端子
２０：光ビーム受信ユニット
２１：光ビーム受信ユニットの光軸中心
２５：信号レベルの調節つまみ
２６：光ビーム受信ユニットの光学系鏡筒
３０ａ、３０ｂ：光ビーム送受信ユニット
３１：鏡
３２：障害物
４０：１３の調整方向
４１：ブッシュ
４２：筐体
４３：ロッド
４４：バネ
４５：筐体
４６：４３の移動方向
４７：逆Ｖ字型のリンク機構
４８：４７の移動方向
４９：バネ
５０：絶縁板
５１：５０の移動方向
５２：支点
５３：ヒンジ
５４：球面軸受けのフランジ
５５：球面軸受け
５６：電極ロッド
５７：放電管
５８：５７の移動方向
５９：放物面鏡
６０：マイク、スピーカ、ファクシミリ・データ入出力端子
６１：マイク・マイクアンプ
６２：変調・復調器・基本波発振器
６３：ＬＰＦ（低域濾波器）
６４：光量制御回路
６５：起動回路
７０：外部電源
７１：内蔵バッテリーおよび充電回路
７２：電源回路
８０：レンズ
８１：受光セル
８２：プリアンプ
９０：スプリッタ
１００：電磁・静電シールド
【図１ａ】
2006311243.tif 000003
【図１ｂ】
2006311243.tif 000004
【図２】
2006311243.tif 000005
【図３】
2006311243.tif 000006
【図４】
2006311243.tif 000007
【図５】
2006311243.tif 000008
【図６】
2006311243.tif 000009